Изложение системы мира - Лаплас Пьер Симон (бесплатные онлайн книги читаем полные .TXT) 📗
Закон притяжения даёт небесным телам свойство притягиваться почти в точности так же, как если бы их массы были сосредоточены в их центрах тяжести. Кроме того, он придаёт их поверхностям и орбитам, которые они описывают, эллиптическую форму, самую простую после сферической и круговой, которые древние полагали присущими светилам и их движениям.
Мгновенно ли передаётся притяжение от одного тела к другому? Продолжительность его передачи, если бы она была для нас ощутима, обнаружилась бы главным образом в вековом ускорении движения Луны. Я предполагал таким способом объяснить наблюдаемое ускорение этого движения и нашёл, что удовлетворить наблюдениям можно, лишь приписав силам притяжения скорость, в 7 000 000 раз большую скорости светового луча. Так как причина векового уравнения Луны в настоящее время хорошо известна, мы можем утверждать, что тяготение передаётся, по крайней мере, в 50 000 000 раз быстрее света. Поэтому, не боясь внести заметную ошибку, можно считать его распространение мгновенным.
Притяжение может ещё породить и беспрерывно поддерживать движение в системе тел, бывших изначально неподвижными, так как неправильно было бы сказать, подобно некоторым философам, что со временем оно должно объединить их всех в их общем центре тяжести. Единственные элементы, которые должны всегда оставаться равными нулю, это движения этого центра и сумма площадей, описанных вокруг него за некоторое время всеми молекулами системы, спроектированными на какую-либо плоскость.
Глава VI РАЗМЫШЛЕНИЯ О СИСТЕМЕ МИРА И О БУДУЩИХ УСПЕХАХ АСТРОНОМИИ
Очерк по истории астрономии, который мы дали, представляет три хорошо различимых периода, которые, относясь к явлениям, к законам, управляющим ими, и к силам, от коих эти законы зависят, показывают нам путь этой науки, которым она следовала в своём развитии и которым другие естественные науки должны следовать по её примеру. Первый период охватывает наблюдения видимых движений небесных тел, сделанные астрономами до Коперника, и гипотезы, придуманные ими, чтобы объяснить эти движения и подвергнуть их вычислениям. Второй период характерен тем, что Коперник выводит из этих видимых движений вращение Земли вокруг себя и вокруг Солнца и Кеплер открывает законы планетных движений. Наконец, третий период знаменуется тем, что Ньютон, опираясь на эти законы, поднимается до принципа всемирного тяготения, и геометры, прилагая к этому принципу математический анализ, выводят из него все астрономические явления и многочисленные неравенства движений планет, спутников и комет. Таким образом, астрономия свелась к решению великой проблемы механики, для которой элементы небесных движений являются произвольными постоянными. Она обладает всей достоверностью, вытекающей из огромного количества и разнообразия строго объяснённых явлений и из простоты принципа, которого одного достаточно для их объяснения. Не опасаясь, что появление нового светила опровергнет этот принцип, можно заранее утверждать, что движение этого светила будет с ним в согласии. Мы уже видели это на примере Урана и четырёх недавно открытых телескопических планет. Каждое появление кометы также даёт этому новое подтверждение.48
Таково, без всякого сомнения, строение солнечной системы. Огромный солнечный шар, главный фокус различных движений в этой системе, вращается вокруг самого себя за 25½ суток; его поверхность покрыта океаном светящейся материи. Вне его пределов планеты со своими спутниками движутся по почти круговым орбитам в плоскостях, мало наклонённых к солнечному экватору. Бесчисленные кометы после приближения к Солнцу удаляются на расстояния, доказывающие, что его царство простирается гораздо дальше, чем известные нам пределы планетной системы. Это светило не только действует своим притяжением на все эти шары, заставляя их двигаться вокруг себя, но и распространяет на них свой свет и тепло. Его благотворное влияние способствует появлению животных и растений, покрывающих Землю. Аналогия приводит нас к мысли, что оно производит такое же действие на другие планеты, так как естественно думать, что материя, разнообразие которой мы видим проявляющимся столькими видами, не бесплодна на такой большой планете как Юпитер, который, как и земной шар, имеет свои дни и ночи, свои годы и на котором наблюдения отмечают изменения, указывающие на наличие очень активных сил. Человек, живущий при определённой температуре на Земле, по всей видимости, не смог бы жить на других планетах. Но не должно ли существовать бесконечное множество организмов, способных пребывать при разных температурах, господствующих на других шарах этой вселенной? Если одно только различие стихий и климатов создаёт столько разнообразия в творениях Земли, то насколько больше должны различаться организмы разных планет и их спутников? Самое живое воображение не может составить себе об этом никакого представления. Но их существование, по меньшей мере, весьма вероятно.
Хотя элементы планетной системы произвольны, между собой они имеют такие соотношения, которые могут просветить нас относительно их происхождения. Рассматривая этот вопрос с особым вниманием, нельзя не удивляться, видя, что все планеты движутся вокруг Солнца с запада на восток и почти в одной и той же плоскости, а спутники движутся вокруг своих планет в таком же направлении и почти в той же плоскости, что и планеты. Наконец, Солнце, планеты и спутники, у которых наблюдается вращательное движение, вертятся вокруг самих себя в направлении своего поступательного движения и почти в его же плоскости. Спутники в этом отношении представляют замечательную особенность. Их вращательное движение в точности равно движению их обращения, так что они неизменно обращены к самой планете одним и тем же полушарием. Во всяком случае это наблюдается у Луны, четырёх спутников Юпитера и у последнего спутника Сатурна, т.е. у тех спутников, у которых до сих пор открыто вращение.
Эти столь чрезвычайные явления не вызваны неупорядоченными причинами. Вычислив их вероятность, находим, что свыше 200 000 000 000 против 1 за то, что эти явления не случайны. Эта вероятность намного больше вероятности большинства исторических явлений, в которых мы не сомневаемся. Поэтому мы должны, по крайней мере с той же степенью уверенности, полагать, что некая первопричина направляет движение планет.
Другое столь же замечательное явление в солнечной системе — это малая эксцентричность орбит планет и спутников, тогда как орбиты комет очень вытянуты, причём орбиты в этой системе не имеют промежуточных стадий между большим эксцентриситетом и малым. Здесь тоже мы вынуждены видеть влияние направляющей причины. Случай не мог бы дать всем планетным орбитам почти круговую форму. Следовательно, необходимо, чтобы причина, определившая движения этих планет, сделала их почти круговыми. Кроме того, необходимо, чтобы большой эксцентриситет орбит комет и направление их движения во все стороны тоже были её обязательными следствиями, потому что, рассматривая орбиты комет с обратными движениями как орбиты, наклонённые к эклиптике на угол, больший 100g [90°], мы находим, что средняя наклонность орбит всех наблюдённых комет близко приближается к 100g [90°], как это должно быть, если эти тела были пущены случайным образом.
Какова эта первоначальная причина? В примечании, завершающем эту работу, я изложу одну гипотезу, которая, как мне кажется, весьма правдоподобно вытекает из упомянутых выше явлений; но я представляю её с сомнением, которое должно вызывать всё, что не является результатом наблюдения и вычисления.
Какова бы ни была действительная причина, несомненно, что элементы планетной системы упорядочены таким образом, чтобы обладать наибольшей устойчивостью, если посторонние причины её не нарушают. Из-за того только, что движения планет и спутников почти круговые, имеют одинаковые направления и происходят в мало различающихся плоскостях, эта система колеблется лишь около некоторого среднего состояния, отклоняясь от него на очень малые величины. Средние движения вращения и обращения этих тел неизменны, и их средние расстояния от фокусов их главных движущих сил постоянны. Все вековые неравенства периодичны. Наиболее значительные из них те, которые действуют на движение Луны по отношению к её перигею, её узлам и к Солнцу. Они достигают нескольких окружностей. Но после очень большого числа веков периоды повторяются. В этом длинном интервале времени все части лунной поверхности последовательно обращались бы к Земле, если бы не было притяжения земного сфероида, которое, заставляя вращение Луны участвовать в этих больших неравенствах, непрерывно поворачивает к нам одно и то же полушарие этого спутника и делает другое его полушарие вечно невидимым. Таким же образом взаимное притяжение трёх первых спутников Юпитера с самого начала установило и поддерживает наблюдаемое соотношение между их средними движениями, состоящее в том, что сумма средней долготы первого спутника с удвоенной долготой третьего без утроенной долготы второго постоянно равна двум прямым углам. Благодаря небесным притяжениям продолжительность года на каждой планете всегда почти одинакова. Изменения наклона её орбиты к её экватору, заключённые в узких пределах, могут внести лишь незначительные изменения в температуру времён года. Кажется, что природа всё расположила на небе так, чтобы обеспечить длительное существование планетной системы, подобно тому, как она так великолепно это сделала на Земле, чтобы сохранить живые существа и увековечить виды.
